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【物理】简单机械知识点梳理及经典练习(超详细)
13.工人师傅利用如图所示的两种方式,将均为 300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一 段距离.F1、F2 始终沿竖直方向;图甲中 OB=2OA,图乙中动滑轮重为 60N,重物上升速度 为 0.01m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A.甲乙两种方式都省一半的力 C.乙方式机械效率约为 83.3% 【答案】C
有用功与总功的比值减小,故 D 不符合题意.
8.用图中装置匀速提升重为 100N 的物体,手的拉力为 60N,滑轮的机械效率为( )
A.16.7% 【答案】C 【解析】 【详解】
B.20%
C.83.3%
D.100%
由图可知,提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动,则该滑轮为动滑轮; ∴拉力移动的距离 s=2h,
故选 D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
5.如图用同一滑轮,沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动,所用的拉力分别为 F1、 F2、F3,下列关系中正确的是
A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F2>F1>F3 D.F2<F1<F3 【答案】D 【解析】 【详解】 第一个图中滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力, 所以根据二力平衡,此时拉力 F1=f; 第二个图中滑轮为动滑轮,因为动滑轮可省一半的力,
120N
,故
A
错误;
B、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物
的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力 F1 为 150N 不变,故 B 错误; C、不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:W 有用=Gh=300N×0.5m150J,故 C 错误;
D、乙方式中 F2=120N,绳子的自由端的速度为 v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式 F2 的功
所以根据二力平衡,此时拉力 F2= 1 f; 2
第三个图中滑轮为动滑轮,由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力,即 F3=2f; 由此可得 F2< F1< F3. 故 D 正确.
6.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为 300N 的货物从图示位置向上缓慢提升 0.5m。F1、F2 始终沿竖直方向;图甲中 OB=2OA,图乙中动滑轮重为 60N,重物上升速度为 0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是
10.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C 【解析】 【详解】
A.此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即 F= 1 G; 2
B.此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即 F=G;
C.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由 3 股,则 F= 1 G; 3
率为: P
W t
F2 s绳 t
F2v绳
120N 0.03m / s 3.6W
,故 D 正确。
故选 D。
7.下列几种方法中,可以提高机械效率的是
A.有用功一定,增大额外功
B.额外功一定,增大有用功
C.有用功一定,增大总功
D.总功一定,增大额外功
【答案】B
【解析】
【详解】
A.机械效率是有用功和总功的比值,总功等于有用功和额外功之和,所以有用功一定,
3.如图所示,利用动滑轮提升一个重为 G 的物块,不计绳重和摩擦,其机械效率为 60%.要使此动滑轮的机械效率达到 90%,则需要提升重力为 G 的物块的个数为 ( )
A.3 个 【答案】D 【解析】 【详解】
B.4 个
不计绳重和摩擦,
.
C.5 个
D.6 个
,
,要使
,则
4.物体做匀速直线运动,拉力 F=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的 摩擦力是
(4)根据公式 P=Fv 求出乙方式 F2 的功率。B=2OA,即动力臂为阻力臂的 2 倍,由于不计摩擦、杠杆自
重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即 F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重
和摩擦,则
F2
1 (G 3
G动)
1 (300N 3
60N )
A.甲乙两种方式都省一半的力 B.甲方式 F1 由 150N 逐渐变大 C.乙方式的有用功是 180J D.乙方式 F2 的功率为 3.6W 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;
(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式 F1 的变化;
(3)根据 W 有用=Gh 可求乙方式的有用功;
16.如图,用滑轮组将 600N 的重物在 10s 内匀速提升了 2m,动滑轮重为 100N(不计绳 重和摩擦),下列说法正确的是
【物理】简单机械知识点梳理及经典练习(超详细)
一、简单机械选择题
1.皮划艇是我国奥运优势项目之一,如图所示,比赛中运动员一手撑住浆柄的末端(视为 支点),另一手用力划浆.下列说法正确的是( )
A.为省力,可将用力划浆的手靠近支点 B.为省力,可将用力划浆的手远离支点 C.为省距离,可将用力划浆的手远离支点 D.将用力划浆的手靠近支点,既能省力又能省距离 【答案】B 【解析】 【分析】 结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是 属于哪种类型的杠杆. 【详解】 运动员一手撑住浆柄的末端(视为支点),另一手用力划浆. 根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可知,船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆. AB.为省力,可将用力划浆的手远离支点,故 A 错误,B 正确; CD.为省距离,可将用力划浆的手靠近支点,但费距离,故 CD 错误;
【答案】A 【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的有用
功相同;根据 η = W有 可知:当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越 W总
少,机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效 率越低。即 W1<W2,η1>η2.故选 C.
15.如图所示,是一种指甲刀的结构示意图下列说法中正确的是
A.杠杆 ABC 是一个省力杠杆 B.杠杆 DBO 的支点是 B 点 C.杠杆 DEO 是一个等臂杠杆 D.指甲刀有三个杠杆,两个省力杠杆,一个费力杠杆 【答案】A 【解析】 【详解】 A、在使用时,杠杆 ABC 的动力臂大于阻力臂,所以它是省力杠杆,故 A 正确; B、C、杠杆 DBO 和杠杆 DEO,阻力作用点都在 D 点,动力作用点分别在 B 点和 E 点,支 点都在 O 点,都是费力杠杆,故 BC 错误; D、可见指甲刀中有三个杠杆:ABC、OBD、0ED,其中 ABC 是省力杠杆,其它两个都是 费力杠杆,故 D 错误. 故选 A。 【点睛】 重点是杠杆的分类,即动力臂大于阻力臂时,为省力杠杆;动力臂小于阻力臂时,为费力 杠杆,但省力杠杆费距离,费力杠杆省距离。
变,故动力 F1 的大小不变,故 B 错误;不计绳重和摩擦,则乙方式机械效率为:η=W 有/W 总=W 有/W 有+W 额=Gh/Gh+G 轮 h=G/G+G 轮=300N/300N+60N=83.3%,故 C 正确;乙方式中
F2=120N,绳子的自由端的速度为 v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式 F2 的功率为:P=F2 v 绳 =120N×0.03m/s=3.6W,故 D 错误,故选 C.
增大额外功时,总功增大,因此有用功与总功的比值减小,故 A 不符合题意;
B.额外功不变,增大有用功,总功变大,因此有用功与总功的比值将增大,故 B 符合题
意;
C.有用功不变,总功增大,则有用功与总功的比值减小,故 C 不符合题意;
D.因为总功等于有用功和额外功之和,所以总功一定,增大额外功,有用功将减小,则
当向支点移动相同的距离△ L 时,两边的力臂都减小△ L,此时左边为:mAg(OC﹣△ L) =mAgOC﹣mAg△ L, 右边为:mBg(OD﹣△ L)=mBgOD﹣mBg△ L,由于 mA<mB,所以 mAg△ L<mBg△ L; 所以:mAgOC﹣mAg△ L>mBgOD﹣mBg△ L. 因此杠杆将向悬挂 A 物体的一端即左端倾斜. 故选 C.
考点:杠杆的平衡条件;滑轮(组)的机械效率;功率的计算
14.如图所示,杠杆上分别放着质量不相等的两个球,杠杆在水平位置平衡,如果两球以 相同速度同时匀速向支点移动,则杠杆
A.仍能平衡 B.不能平衡,大球那端下沉 C.不能平衡,小球那端下沉 D.无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】 开始时两球平衡,即力矩相等;当运动时,两球速度相同,则在相同时间内移动的距离相 同,大球的力矩减少的快,则大球力矩会小于小球力矩,杠杆向小球那端下沉.
D.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由 2 股,则 F= 1 G. 2
由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是 C,C 符合题意.
11.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 A.机械效率越大,做的有用功一定越多 B.功率越大,做功越快 C.有力作用在物体上,力一定对物体做了功 D.功率小,机械效率也一定低 【答案】B 【解析】 【详解】 A.因为机械效率是有用功与总功的比值,所以机械效率越大,做的有用功不一定越多, 故 A 错误; B.功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,故 B 正确; C.有力作用在物体上,物体力的方向上没有移动距离,力不做功,故 C 错误; D.机械效率是有用功与总功的比值,与功率的大小无关,故 D 错误.
12.小勇体重 600N,利用如图所示的滑轮组在 10s 内使物体 A 匀速上升 5m.已知物体 A 重为 800N,小勇作用在绳端的拉力大小为 500N,在此过程中,下列说法正确的是
A.水平地面对小勇的支持力做功为 6000J B.小勇做的有用功为 3000J C.小勇拉力的功率为 250W D.此滑轮组的机械效率为 80% 【答案】D 【解析】 水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的,支持力不做功,故 A 错;小勇做的 有用功就是克服物体的重力做的功 W 有=Gh=800N×5m=4000J,故 B 错;小勇做的总功为 W 总=Fs=500N×10m=5000J,拉力的功率为 P=W 总/t=5000J/10s=500W,故 C 错;滑轮组的机械 效率为 η=W 有/W 总=4000J/5000J=80%,故 D 正确;应选 D.